Z historie zkoumání duhy

	Aristoteles (384-322 před n. l.)

Podle starověkých představ byla duha někdy vysvětlována zažehnutím hořlavých par slunečními paprsky. Tyto páry měly být do ovzduší vytlačeny z podzemí vsakující se dešťovou vodou. Jeden z nejvýznačnějších učenců starověkého Řecka Aristoteles, autor nejstaršího meteorologického pojednání Meteórologika, vysvětloval ve 4. století před naším letopočtem duhu jako odraz slunečních paprsků na dešťovém mraku. Byl prvním, kdo tvrdil, že duhový oblouk neleží v určitém místě spjatém se zemí, ale že má smysl uvažovat jen o směru, kam se duha promítá.

Počátkem 14. století dominikánský mnich Dietrich z Freiberka (Theodoricus Teutonicus) objasňoval vznik duhy pomocí skleněných koulí naplněných vodou. Zjistil, že paprsek se při vstupu do baňky lámal a odrážel, a tedy usuzoval, že duha vzniká na spoustě kapek deště. Barvy duhy mylně vysvětloval tím, že barva paprsku vystupujícího z kapky závisí na její velikosti. Pomocí dvojnásobného odrazu paprsku uvnitř kapky správně vysvětlil i vznik sekundární duhy. Tento scholastický učenec v latinském spise O duze a vjemech paprsků však přesto předběhl dobu, když poznal princip duhy a tvrdil, že duha nevzniká odrazem či zrcadlením od oblaku, ale lomem a odrazem světla na množství kapek. Nezávisle na Dietrichovi z Freiberka, téměř současně, ale v jiné části světa se duhou zabýval islámský učenec Kamal al Din al Farisi, jenž prý též konal podobné pokusy se skleněnými koulemi a vysvětlil správně vznik duhového oblouku.

V roce 1621 formuloval holandský fyzik Willebrord Snell (1580-1626) zákony lomu světla. O několik let později přišel se správným fyzikálním výkladem duhy René Descartes, jenž užil k vysvětlení právě zákony lomu, které snad též sám odhalil nezávisle

René Descartes (1596-1650)

na Snellovi v díle Dioptrice z roku 1637. Descartes konal pokusy s vodou naplněnými lahvemi a propočetl dráhy paprsků vstupujících do kapky a po jednom resp. dvou vnitřních odrazech vystupujících ven. Po spočtení tisíce drah paprsků ukázal, že vycházející paprsky budou zahuštěny pod určitým úhlem (42° pro jeden resp. 52° pro dva vnitřní odrazy paprsku uvnitř kapky, což jsou poloměry primárního a sekundárního duhového oblouku). Descartes ještě nedovedl objasnit vznik barev duhy. To se podařilo až Newtonovi, jež ukázal, že bílé světlo se rozkládá na své barevné složky a že každá duhová barva má jiný index lomu, a tudíž paprsky vycházející z dešťové kapky se budou koncentrovat pro jednotlivé barvy v mírně odlišných úhlech, což vysvětluje jednotlivé barevné pásy v duze.
Mnoho z tajů vzniku duhy se však již před Newtonem (1642-1727) podařilo objasnit Janu Markovi Marcimu (1595-1667). Tento význačný český fyzik popsal vznik duhy ve svém díle Thaumantias, aneb spis o nebeském oblouku, přirozené podstatě jeho barev, vzniku a příčinách z roku 1648. Marci nezávisle na Descartovi vysvětlil vznik duhy lomem a odrazem světla, sám konal pokusy s hranolem a zjistil, že bílé světlo se rozkládá na duhové barvy a úhel lomu je specifický pro jednotlivé barvy - a to ještě před Newtonem.

Když později Huygens přišel s vlnovou teorií světla, mohly být vysvětleny pomocí interference i podružné duhové oblouky. V objasňování dalších jevů souvisejících s duhou hraje roli také polarizace světla a další faktory. Odhalování nádherného přírodního úkazu, jak je vidět, prochází napříč historií fyziky a zasluhuje si naší pozornost i dnes.

Pokračování - fotografie duhy